Anriking

Anriking er en prosess for å øke konsentrasjonen av et ønsket stoff i en blanding, brukt blant annet i gruvedrift for å utvinne metaller og i kjernefysikk for å berike uran. Anriking benyttes også i andre sammenhenger, som separasjon av isotoper for medisinske eller industrielle formål.

Gruvedrift

Anriking i gruvedrift er en prosess som brukes for å øke innholdet av verdifulle mineraler i malm ved å fjerne uønskede bergarter og andre urenheter. Målet er å oppnå en malm med høyere metallkonsentrasjon som er økonomisk lønnsom å bearbeide i videre prosesser, som smelting og raffineringsarbeid.

Vanlige metoder inkluderer:

• Knusing og sortering: Malmen knuses og sorteres basert på egenskaper som tetthet, størrelse eller magnetiske egenskaper.
• Flotasjon: Kjemiske reagenser og luftbobler får spesifikke mineraler til å flyte opp som skum, slik at de kan samles opp.
• Gravimetriske teknikker: Utnytter gravitasjonskraft for å skille tunge mineraler fra lettere materialer.
• Magnetisk separasjon: Bruker magnetiske egenskaper for å skille mineraler.

Anriking av uran

Uran i naturen består hovedsakelig av to isotoper: uran-238 (99,3 %) og uran-235 (0,7 %). For å brukes som drivstoff i atomkraftverk eller til atomvåpenproduksjon, må konsentrasjonen av uran-235 økes betydelig. Dette gjøres ved hjelp av flere metoder:

• Gassdiffusjon: Bruker forskjeller i molekylvekter for å separere isotopene. Uranheksafluorid (UF₆) føres gjennom en rekke membraner.
• Sentrafugeanlegg: Bruker sentrifugalkraft for å separere isotopene basert på masseforskjeller.
• Laseranriking: En teknologi som bruker lasere for å ionisere uran-235, slik at det kan separeres fra uran-238.

Lavanriket uran med omtrent 3-5 % uran-235 brukes i atomkraftverk. Denne konsentrasjonen er tilstrekkelig for å opprettholde en stabil kjedereaksjon i en atomreaktor.

Høyanriket uran inneholder 20 % eller mer uran-235. Våpenmateriale krever vanligvis over 90 % anriking, noe som gjør prosessen strengt regulert og overvåket av internasjonale organer som Det internasjonale atomenergibyrået (IAEA).

Internasjonale regler og sikkerhet

På grunn av risikoen for spredning av atomvåpen er anriking strengt regulert. Traktater som Ikkespredningsavtalen og tilsyn fra organisasjoner som IAEA sikrer at land ikke utvikler ulovlige våpenprogrammer under dekke av sivile atomkraftprogrammer.

Flere stater har kapasitet til å anrike uran, men teknologien er konsentrert i et fåtall land, blant annet USA, Russland, Kina og Frankrike. Anriking er også et politisk sensitivt tema, spesielt i konfliktfylte områder som Iran og Nord-Korea.

Medisinsk og industriell bruk

Anriking av isotoper som karbon-13 eller oksygen-18 brukes i diagnostiske medisinske verktøy, som MRI skanninger eller for forskning innen kjemi og fysikk. Disse prosessene har lavere risiko og krever vanligvis ikke samme grad av teknologi som urananriking. Noen isotoper, som deuterium (tungtvann), brukes i forskning og industrielle applikasjoner som katalysatorer i kjemiske reaksjoner.